(57)【要約】【課題】  密閉された内部空間内に伝熱体が封入された電極を有する放電ランプの電極本体内部に封入されるガスの制御が簡単で、電極の所期の熱伝導特性を得ることができる放電ランプを提供すること。更に、不良品の発生を著しく減少させることができ、高い生産性を得ることができる放電ランプを提供すること。【解決手段】密閉された内部空間内に伝熱体が封入された電極を有する放電ランプにおいて、電極の後端部に該電極の軸に沿って後方に伸びる軸部を有し、該軸部には電極内部空間と電極外部空間とが連通する貫通孔が形成されると共にその外部開口が溶融されて溶融封着部が形成されてなり、溶融封着部は軸部の後端部に位置されていることを特徴とする。更に、溶融封着部を取り囲むよう継手部を形成し、該継手部により溶融封着部と内部リード棒とが互いに当接しないように電極と内部リード棒とを連結する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された内部空間内に伝熱体が封入された電極を有し、発光管の内部に突出する内部リード棒の先端部に該電極が取り付けられた放電ランプにおいて、
前記電極の後端部に該電極の軸に沿って後方に伸びる軸部を有し、
該軸部には電極内部空間と電極外部空間とが連通する貫通孔が形成されると共に、その外部開口が溶融されて溶融封着部が形成されてなり、
前記溶融封着部は軸部の後端部に位置されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記電極と内部リード棒とを連結する継手部を有し、
前記継手部が前記溶融封着部を取り囲むように形成されると共に、溶融封着部と内部リード棒とが互いに当接することなく電極と内部リード棒とが連結されていることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記継手部は、電極本体及び内部リード棒とは別の部材からなることを特徴とする請求項２記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記継手部は、電極後端部に形成されていることを特徴とする請求項２記載の放電ランプ。
【請求項５】
前記継手部は、内部リード棒の先端部に形成されていることを特徴とする請求項２記載の放電ランプ
【請求項６】
前記貫通孔の軸が電極の軸と同軸に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電極本体の内部に密閉された内部空間を有し、内部に伝熱体が封入された電極を有する放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電ランプを大出力化する対策として、大電流に耐え得る電極構造について検討されている。例えば下記特許文献１〜４においては、高融点金属よりなる電極本体の内部に密閉空間を形成し、この密閉空間内に伝熱体を備えて構成することが提案されている。
これらの文献に記載の技術において、伝熱体とは、電極本体を構成する金属よりも熱伝導率が高い金属乃至電極本体を構成する金属の融点より低い融点を有する金属よりなり、その高い伝熱特性又は溶融金属による対流によって電極先端の熱を速やかに電極後端に向けて移動せしめることにより、電極（特に陽極）表面の過熱を回避し、もって放電ランプの大電流化を実現する、というものである。
【特許文献１】特開２００４−００６２４６号公報
【特許文献２】特開２００４−２５９６４４号公報
【特許文献３】特開２００４−２６５６６３号公報
【特許文献４】特開２００５−０１１５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記電極においては密閉空間内に封入された伝熱体の作用を実現させるために該伝熱体と同時に封入するガスについても慎重に選択する必要がある。この理由は、ガス種について電極本体及び伝熱体として封入する金属と反応しないものを選択することは当然として、ガスの封入圧力が伝熱体の沸点に深く関係し、その結果、伝熱効果において大きな影響を及ぼすからである。
【０００４】
具体的には、伝熱体を液相としてその対流によって伝熱効果を得ようとする場合には、液相表面乃至は液相内部において気泡の発生を抑制するのが好ましい。かかる場合は、電極の動作温度を勘案して、ガスの封入圧を比較的高く設計することによって伝熱体の沸点を上昇でき、所期の作用効果を得ることができるようになる。
一方、伝熱体伝熱体を完全に液相化させて更に沸騰させることにより、沸騰伝達による伝熱効果を発揮させるような場合には、ガスの封入圧力を比較的低く設計することで、沸点を低くでき、前述の作用効果を得ることができるようになる。
このように、封入ガスの圧力の変化により伝熱体の挙動が大いに異なるものとなるので、所期の作用効果を奏させるためにもガスの封入圧力の厳密な制御が要求される。
【０００５】
しかしながら、高融点金属よりなる電極内部に所期の状態にガスを封入するには製造上困難性が生じ、制御が不十分となるのが実状である。
例えば、特許文献３には図７（ａ）に示すような形態の電極が開示されている。この電極７０は、電極本体７１を形成するための主要部材７１ａと蓋部材７１ｂの２つの部材を予め形成しておき、主要部材７１ａ内部の上部開口から伝熱体７２を導入して蓋部材７１ｂを嵌め合わせ、両者の縁部７１Ａを溶接によって気密に接合することにより電極本体７１の密閉構造を形成し、最終的に電極形状としたものである。
なお同図に示す符号８０は電極を保持する内部リード棒である。
【０００６】
このような電極７０においては、ガスの調製は伝熱体７２封入時における雰囲気を制御することによって行われる。すなわち、主要部材７１ａ内に伝熱体７２導入し、主要部材７１ａと蓋部材７１ｂをチャンバー（不図示）の内部に移しておき、かかるチャンバー内部の雰囲気を、電極本体７１の密閉空間Ｓが所定の雰囲気となるよう調製したのち、主要部材７１ａ及び蓋部材７１ｂに形成した被溶接部７１Ａを気密に溶接することにより封止している。このようにして内部の封入ガスの圧力を調製すると同時に最終的な電極７０を得ている。
【０００７】
このような構造による場合、環状に形成される被溶接部７１Ａが大きく、すなわち溶接範囲が大きいため、電極本体７１を完全に密閉状態に封止するまで相当の時間がかかることから主要部材７１ａ及び蓋部材７１ｂが加熱された状態となる。チャンバー内部の雰囲気は溶接時の加熱状態を見込んで圧力が調製されているものの、電極の形状が変わる度に圧力条件を調整する必要が生じ、設計に時間がかかってしまう。また、同一形状、同一条件の溶接においても、ガスの封入圧が所定の圧力から外れ、放電ランプの点灯特性として所期のものが得られなくなる事態に至ることがある。この理由は、加工公差から生じる個体ばらつきがあり、局部的な熱容量や蓋部材７１ｂと主要部材７１ａの接触にばらつきが生じやすく、電極の到達温度や被溶接部が溶融するまでの時間が容易に変動してしまうためと推察される。
【０００８】
また、特許文献１には図７（ｂ）に示すような形態の電極が開示されている。すなわち、開口部７１Ｂを残して電極本体７１部分を予め形成し、開口部７１Ｂから伝熱体７２を導入した後、電極本体とは別の封止体Ｗを用いて開口部７１Ｂを閉塞することにより、電極本体７１を気密封止する電極７０が開示されている。この技術においても電極本体７１を封止する際のチャンバー内部雰囲気を調製することによって電極本体内部Ｓのガス雰囲気を調製することは上記例と同様であるが、封止作業工程が封止材Ｗによるものであり、開口部７１Ｂが比較的小さいことから封止作業の時間短縮を期待することができる。
しかしながら、封止材Ｗとして電極本体と同じ材質のものを用いた場合には、電極本体を高温に加熱しなければならないため、結局、電極内部のガスの封入圧力を制御することは困難であり、上記と同様、ランプの点灯特性として所期のものが得られないことがある。
【０００９】
また、封止工程における加熱温度を比較的低温にすることで電極本体の加熱を抑制し、ガスの封入圧力を制御し易くすることも検討されるが、その場合には封止材Ｗの材質として電極本体の材質とは異なるものを用いなければならなくなる。その結果、ランプの高入力化に伴う電極の高温化から封止材Ｗが蒸発した場合には、発光管の内部に不純物が浮遊することになり、アーク不安定や照度低下等の不具合の原因になる。
従って、電極本体を構成する材質のみが発光管内に露出するよう、電極が構成されるのが好ましい。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、密閉された内部空間内に伝熱体が封入された電極を有し、発光管の内部に突出する内部リード棒の先端部に該電極が取り付けられた放電ランプにおいて、電極本体内部に封入されるガスの制御が簡単で電極の所期の熱伝導特性を得ることができる放電ランプを提供することを目的とする。また更に、不良品の発生を著しく減少させることができ、高い生産性を得ることができる放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明の放電ランプは、密閉された内部空間内に伝熱体が封入された電極を有し、発光管の内部に突出する内部リード棒の先端部に該電極が取り付けられた放電ランプにおいて、
前記電極の後端部に該電極の軸に沿って後方に伸びる軸部を有し、
該軸部には電極内部空間と電極外部空間とが連通する貫通孔が形成されると共に、その外部開口が溶融されて溶融封着部が形成されてなり、
前記溶融封着部は軸部の後端部に位置されていることを特徴とする。
【００１２】
また更に、前記電極と内部リード棒とを連結する継手部を有し、
前記継手部が前記溶融封着部を取り囲むように形成されると共に、溶融封着部と内部リード棒とが互いに当接することなく電極と内部リード棒とが連結されていることを特徴とする。
また、前記継手部は電極本体及び内部リード棒とは別の部材からなるのがよい。
また、前記継手部は、電極後端部に形成されているのがよい。
また、前記継手部は、内部リード棒の先端部に形成されているのがよい。
更に、貫通孔の軸が電極の軸と同軸に形成されているのがよい。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、電極本体の後端部に該電極の軸に沿って後方に伸びる軸部を形成し、この軸部に電極の外部と内部空間とが連通するよう貫通孔を形成してガスを導入するようにしたので、ガスを伝熱体の導入時とは別の工程で作業することができ、伝熱体封入工程をチャンバーの外部で作業した後、チャンバー内部に移し変えてガスの封入及び貫通孔の封止工程を行うことが可能になる。従って、貫通孔の封止作業のみをチャンバー内部で行うため、チャンバー内部の汚染を低減できると共に、ガス雰囲気を所望の状態に容易にすることができる。しかも、貫通孔の開口が軸部の後端部あることで貫通孔の溶融封着時における電極本体の加熱を低減でき、電極内部空間のガス圧の制御が極めて容易になる。この結果、電極の特性がばらつきを生じることなく、信頼性の高い放電ランプを提供できるようになる。
また、本願請求項２記載の発明によれば、電極本体と内部リード棒とを、溶融封着部を取り囲む継手部を用いて連結しているので、当該溶融封着部においては機械的強度が低い部分であるものの他の部材が一切接触することなく、電極製造後における放電ランプの組立時においても、溶融封着部が破損して電極本体内部の雰囲気が損なわれることがない。従って、高い生産性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１の実施形態〕
図１〜図３を参照して第１の実施形態を説明する。
まず、図１を参照して本願発明にかかる放電ランプ全体の構成を説明する。同図は、バルブの管軸に沿って切断したランプの縦断面図である。
この放電ランプにおいて、バルブ１０は、石英ガラスにより形成され、発光空間Ｈを囲繞する楕円球形の発光管部１１と、この発光管部１１の両端から外方に伸びるよう連設された筒状の封止管部１２とにより構成される。
バルブ１０の発光管部１１内には、封止管部１２から発光管部１１に管軸に沿って伸びる例えばタングステンよりなる円柱状のリード棒１５が突出形成されており、その先端部に陽極１３および陰極１４が取り付けられ、互いに対向するよう配置されている。リード棒１５は図示省略した封止管部内に封着された金属箔等の導電部材を介して外部リード棒に接続され導出されている。
また、バルブ１０の発光管部１１内には、キセノン、アルゴン、クリプトン等の希ガス若しくはこれらの混合物よりなる封入ガスおよび水銀などの発光物質が封入されている。
【００１５】
図２（ａ）は陽極を拡大して示す図である。
陽極１３は高融点金属よりなり内部に密閉空間Ｓが形成された電極本体１３１と、密閉空間Ｓの内部に封入された伝熱体１３２と、所定の封入圧で封入されたガスとにより構成されている。電極本体１３１を構成する材質としては、具体的にはタングステン、レニウム、タンタルなどの金属或いはそれらを主成分とする合金などにより構成されるのが望ましい。
【００１６】
電極本体１３１内部に封入された伝熱体１３２は、ランプの点灯中、アークから受けた熱を電極先端部１３ａから電極後端部１３ｂに向けて伝達するものであり、（イ）電極本体１３１を構成する金属よりも熱伝導係数が高い金属、若しくは、（ロ）電極本体１３１を構成する金属よりも融点が低い金属より構成される。
このような伝熱体１３２について具体的に材質を述べると、仮に電極本体１３１をタングステンより構成した場合には、前者（イ）の場合、金、銀、銅を好適に用いることができ、また、後者（ロ）の場合には前述した金、銀、銅のほか、インジウム、錫、亜鉛、鉛などを用いることができる。無論、これらについては電極金属との兼ね合いで選択可能であり、そのほかの金属や合金などを用いることができる。
【００１７】
伝熱体１３２が電極本体１３１を構成する物質よりも高い熱輸送効果を発揮することにより、電極１３を単一の材質によって構成した場合に比較して電極先端部１３ａの過熱を抑制でき、高い耐熱特性を得ることができる。すなわち、単一材料からなる電極を備えた放電ランプに比較して、ランプの入力をより高く設定できるようになる。
【００１８】
電極本体１３１には、電極後端部１３ｂにおける中心部に、その外径が後方（紙面上上方）に向かうに従い漸次小さくなるよう円錐台形に形成された軸部１３３が一体に具備されている。この軸部１３３には、電極軸Ｌに沿って伸びる小径のガス導入孔１３４が形成されており、電極外部空間につながる紙面において最上部にある開口部が溶融、封止されることにより溶融封着部１３４Ａが形成されている。これによって電極本体１３１の内部の密閉空間Ｓが閉塞されている。
【００１９】
ここに、溶融封着部１３４Ａは具体的には、電極本体１３１密閉空間Ｓにガス導入後、ガス導入孔１３４の先端をレーザー溶接、ＴＩＧ溶接、ハイブリッド溶接等の適宜の溶接手段によって溶融、封着することによって形成されたものである。
【００２０】
同図において符号２０は継手部材であり高融点金属より構成された筒状体である。材質として特に好ましくは電極本体１３１若しくは内部リード棒１５を構成する金属と同じ金属からなるものであり、電極１３とリード棒１５とを、前述の軸部１３３を介して機械的に結合すると共に、電気的接続を可能とするものである。
【００２１】
継手部材２０における一方の開口内に内部リード棒１５が嵌入されると共に、他方の開口内に電極１３の軸部１３３が圧入されることにより固く結合されている。無論、機械的結合のみならず圧入後に溶接等を行って一体化してもよい。
【００２２】
ここで図２及び図３を参照し、第１の実施形態にかかる電極の製造工程について詳述する。
【００２３】
１．図３（ａ）は電極本体の組立作業を表した図である。
電極本体（１３１）は、内部に密閉空間を形成するための空洞が内部に形成された主要部材１３１Ａと主要部材１３１Ａの開口を閉塞するための蓋部材１３１Ｂとより構成される。この空洞内部に伝熱体１３２が所定量充填され、しかる後、蓋部材１３１Ｂが嵌入される。
蓋部材１３１Ｂの上部には、その中心位置に軸部１３３及びガス導入孔１３４となる貫通孔が形成されており、更にガス導入孔１３４における開口部周縁に、後の溶融封着工程において易溶融部となる薄肉部１３４ａが設けられている。このように、貫通孔１３４及び薄肉部１３４ａを形成するための加工が必要になるが、これらを蓋部材１３１Ｂ軸の中心に位置させて電極の軸と同軸に形成することにより、機械加工性が富むようになるので、特異部位であっても比較的容易に形成できるようになる。
【００２４】
２．主要部材１３１Ａ，蓋部材１３１Ｂの組立後、主要部材１３１Ａの開口周縁と蓋部材１３１Ｂの縁部を全周に亘って溶融接合する。
図３（ｂ）は接合後の様子を示す図であり、図中Ｃはこのとき形成された接合部である。この段階ではガス導入孔１３４は開通した状態である。
【００２５】
３．電極本体１３１及び伝熱体１３２からなる組立体を不図示のチャンバー内に移動する。チャンバー内を真空に排気した後、電極内部に封入するガスを導入して予定された圧力に調製する。
その後、ガス導入孔１３４の開口縁部に形成された薄肉部１３４ａを溶融して開口部を封着する。このようなガス導入孔１３４によれば、外側の開口が軸部１３３の後端部に形成されているので、電極本体１３１が過剰に熱せられる以前に溶融、封止工程を完了できる。また、薄肉部１３４ａによれば、貫通孔１３４の閉塞作業中、当該個所を加熱したときに、溶融部が広がり過ぎることなく、封着後に形成される溶融封着部１３４Ａを小さくすることができる。
図３（ｃ）は完成した電極１３を示す図である。このように、ガス導入孔１３４の開口部が溶融封着部１３４Ａによって覆われて閉塞され、密閉空間Ｓが形成されると共に、所定量のガスが封入された状態となって電極１３が完成する。
図３（ｄ）は（ｃ）において円で囲んだ部分を拡大して示す図である。同図に示す溶融封着部１３４Ａにおいては、軸部１３３の頂部から突出した小径の半楕円球形状であり、衝撃に対して弱い構造を具備している。しかも、電極本体１３１を構成する金属が溶融し、再度固着したいわゆる再結晶組織より構成されているため、材料的にも機械的強度が小さい。
【００２６】
４．完成した電極１３をチャンバーの外部に取り出し、図３（ｅ）、（ｆ）で示すように内部リード棒１５を連結する。なお図３（ｅ）は斜視図、（ｆ）は断面図である。
継手部材２０は、金属パイプ等を切り出した直管状の筒体である。これを電極１３の軸部１３３と内部リード棒１５の間に配置して両部材を圧入することにより軸部１３３と密着させて強固に固定する。この作業においては、衝撃に対して弱い溶融封着部１３４Ａが露出した状態で行われことになるものの、上述したように薄肉部（１３４ａ）を電極の中心軸上に形成して封着することにより、加熱、溶融面積を小さく構成できると共に、溶融封着部１３４を電極軸上に位置させることで、継手部材２０の端面や内壁面が溶融封着部１３４Ａに接触することを好適に回避することができる。
このように、継手部材２０の接続後においては、継手部材２０を含む種々の部材に接触することを効果的に回避でき、放電ランプ製造工程における作業性を良好なものとできて、不良品の発生を防止し、高い生産性が得られるようになる。
なお電極１３の軸部１３３は外周面がテーパー形状であるため、当該軸部１３３が継手部材２０内に過剰挿入されることがなく、継手部材２０が内部リード棒１５を連結するための部材として確実にその役割を果たすことができる。
【００２７】
５．図２（ａ）は、内部リード棒１５と電極１３とを連結した状態を示す図である。また同図において円で囲んだ部分を（ｂ）に拡大して示す。
図２に示すように、筒状の継手部材２０を用いて電極１３と内部リード棒とを連結することによって継手部材２０内部に中空部が形成され、軸部１３３の頂部に形成された溶融封着部１３４Ａが当該中空部内に収容されるようになる。
【００２８】
このようにした結果、溶融封着部１３４Ａは、基本的には電極本体１３１を構成する金属が溶融して再度固着したいわゆる再結晶組織より構成されて機械的強度が非常に弱い部分であるものの、この溶融封着部１３４Ａが継手部材２０により保護されることとなり、外部空間に露出することがなく、ランプ製造工程中における取り扱いを容易に行えて、破損の確率を著しく低減することができるようになる。
【００２９】
具体的にいうと、ランプの製造工程においては、ランプ構成材料を作業者が直接手を触れることができないため、様々な治具を介して作業することが多い。電極の外周部にガス導入部が形成されていると、発光管構成用のガラス管の内部に電極を挿入する工程において位置の多少のずれや誤操作があった場合、ガラス管の壁面と電極とが接触することがあるが、わずかな衝撃でも溶融封着部においては破損することがある。
而して、本願発明によれば機械的強度が低い部分においては継手部材内部に収容されているため、そのような誤操作による不具合を回避することができる。
【００３０】
そして何よりも、本願発明によった場合には、電極本体１３１内部に伝熱体１３２を導入する工程と、電極本体内部にガスを封入する工程とを別工程で行うことで、密閉空間Ｓ内部に封入するガスを所望の封入圧力で封入することができるようになり、伝熱体１３２の所期の伝熱効果を得ることができるようになる。
【００３１】
以上、本発明によれば、電極本体に電極の外部と内部空間とが連通するよう貫通孔を形成してガスを導入するので、伝熱体封入工程をチャンバーの外部で作業した後、チャンバー内部に移し変えてガスの封入及び貫通孔の封止工程を行うことが可能になる。従って、ガスの封入時には、極めて小さなガス導入用の貫通孔を封止するという簡単な作業ですむので、電極本体が高温状態となることが回避され、電極内部空間のガス封入圧力をチャンバー内部と同等とすることができ、所望の圧力に制御することができるようになる。
しかも、ガスの封入圧力を所望の通りに制御するため、結果として強度の弱い溶融封着部が形成されるものの、当該溶融封着部を取り囲む継手部材を用いて電極本体と内部リード棒とを連結しているので、溶融封着部に他の部材が接触することがなく、溶融封着部が破損して電極本体内部の雰囲気が損なわれるという事態を回避することができる。従って、放電ランプの組立時における作業性を良好なものとすることができ、高い生産性を実現することができるようになる。
更に、ガス導入用の貫通孔の軸を電極の軸と同軸に形成すれることにより、当該貫通孔の形成や易溶融部の形成も容易になるので、より一層の生産性向上を図ることができる。
【００３２】
続いて、本願発明の別の実施形態を説明する。
図４（ａ）、（ｂ）はいずれも、継手部材が電極又は内部リード棒とは別の部材で構成された本願発明の他の実施形態である。なお先に図１〜図３で説明した構成と同じ構成については同じ符号で示して説明を省略する。
まず、図４（ａ）においては、継手部材２０に、内周面上に中心方向に突出する突起部２０１を形成した電極の例である。突起部２０１により形成された段部に内部リード棒１５の先端面及び電極軸部１３３の上端面が当接されるため、各部材において継手部材への圧入長さを規制することができる。従って、先に説明した第１の実施形態にかかる効果を基本的に具備し、更に、内部リード棒１５の先端面が溶融封着部１３４Ａに接触することが回避され、破損の発生を効果的に回避することができるようになる。
【００３３】
図４（ｂ）においては、前述の突起部２０１が、継手部材２０の開口部からに中腹に向かって徐々に内径が小さくなるようテーパ状に形成されると共に、内部リード棒１５の先端部及び電極軸部の先端部に、前記突起部２０１形状に略一致するよう先細りとなるテーパが形成された例である。このように段部の代わりにテーパー形状としても前述した位置規制効果を発揮することができ、継手部材２０の内部に溶融封着部１３４Ａを配置して破損の発生を抑制することができるようになる。
無論、この実施形態においても、図１〜３で説明した第１の実施形態にかかる作用効果を基本的に具備している。
【００３４】
図５（ａ）、（ｂ）は更に異なる実施形態を説明する、本願発明に係る電極の断面図である。なお先に図１〜図４で説明した構成と同じ構成については同じ符号で示して説明を省略する。
これらの実施形態においては、電極軸部に内部リード棒を接続するための継手機構を設け、内部リード棒と連結した例である。
図５（ａ）においては電極軸部１３３の先端部に、溶融封着部１３４Ａの形成面を底面として溶融封着部１３４Ａを取り囲むように環状の壁面が形成され、継手部２１が設けられている。リード棒１５には先端に向かって先細りするようテーパーが形成されており、かかる継手部２１の内部に内部リード棒１５の先端部を圧入することにより電気的に接続された状態となっている。
このような実施形態によれば、部品点数を少なくでき製造が容易であると共に、電極本体と内部リード棒とを他の部材を介在させることなく連結しているために電気的特性が良好なものが得られる。
無論、電極本体１３１に形成されたガス導入用の貫通孔１３４の開口部に形成された溶融封着部１３４Ａが継手部２１により取り囲まれているので、電極製造後におけるランプ製造工程において取り扱いが容易になるという効果を基本的に具備していることは言うまでもない。
【００３５】
図５（ｂ）の実施形態においては同図（ａ）の電極構成とほぼ同じであり相違する点は、内部リード棒先端部に外径が他の部分よりも小さく成形された挿入部１５１が形成された点である。同図に示すように電極軸部１３３の先端部に形成された継手部２１の内部に挿入部１５１が挿入されると共に、挿入部１５１の後方に形成された段部に電極軸部１３３の先端面が当接し、位置が規制された状態で電極１３と内部リード棒１５とが連結される。この例においても上記と同様、部品点数を少なくできるという効果に加えて、内部リード棒１５の電極軸部１３３への挿入深さが規制できるので、圧入時において破損の発生を効果的に抑制することができる。
【００３６】
図６（ａ）、（ｂ）は更に異なる実施形態を説明する、本願発明に係る電極の断面図である。なお先に図１〜図５で説明した構成と同じ構成については同じ符号で示して説明を省略する。
これらの実施形態においては内部リード棒先端部に電極軸部先端を挿入可能な継手機構を設け、電極と連結した例である。
図６（ａ）においては内部リード棒１５の先端部に有底穴１５２が形成されており、環状の壁面が形成されている。一方、電極１３の軸部１３３には上部先端に向かって徐々に外径が小さくなるようテーパー状に形成されている。内部リード棒１５の有底穴１５２内部にかかる電極軸部１３３が挿入されることにより、テーパー面と有底穴１５２の内面が周接して機械的かつ電気的に強固に接続される。
そして、両部材が連結されると同時に、有底穴１５２を形成するための壁面によって溶融封着部１３４Ａが囲繞されて継手部２２が構成され、かかる溶融封着部１３４Ａが収容されて保護されるようになる。
このような実施形態によれば、先に図５で説明した実施形態と同様、部品点数を少なくできて製造が容易であると共に、電極本体と内部リード棒とを他の部材を介在させることなく連結しているために電気的特性上、良好なものが得られる。無論、電極本体１３１に形成されたガス導入用の貫通孔１３４の開口部に形成された溶融封着部１３４Ａが継手部２２により取り囲まれているので、電極製造後におけるランプ製造工程において取り扱いが容易になるという効果を基本的に具備していることは言うまでもない。
【００３７】
図６（ｂ）に示す他の実施形態においては、図６（ａ）の電極構成に類似した構造を具備している。相違点は、電極軸部１３３の先端部に外径が他の部分よりも小さく成形された挿入部１３３１が形成された点である。同図に示すように内部リード棒１５の先端部に形成された継手部２２の内部に挿入部１３３１が挿入されると共に、挿入部１３３１の後方に形成された段部に内部リード棒１５の先端面が当接し、位置が規制された状態で電極１３と内部リード棒１５とが連結される。この例においても上記と同様、部品点数を少なくできるという効果に加えて、電極軸部１３３の内部リード棒１５への挿入深さが規制できるので、圧入時において破損の発生を効果的に抑制することができる。
【００３８】
以上の、図５〜図６で示した実施形態のように、継手部材としての機能を内部リード棒又は電極に付与させた場合でもことも可能である。これらの例においても、電極本体に形成されたガス導入用の貫通孔の開口部に形成された溶融封着部を継手部によって取り囲むことにより、電極製造後におけるランプ製造工程において取り扱いが容易になるという効果が得られる。
【００３９】
以上、本願発明について種々実施形態を説明したが、本願発明はこれらの例に限定されず適宜変更が可能であることは言うまでもない。例えば継手部材とリード棒若しくは電極軸部との連結については圧入方法に限定されず、ネジ機構やその他の機械的結合方法を採用できることは言うまでもない。
【００４０】
〔実施例１〕
下記仕様に基づき、図４（ｂ）に示す構成の電極を多数製作した。
１．電極（１３）
電極本体の材質：タングステン、電極本体（１３１）胴部の外径：φ２５ｍｍ、電極本体（１３１）の胴部（軸部を含めない）全長：５５ｍｍ、軸部（１３３）突出長：１０ｍｍ、軸部（１３３）先端径：φ７．１ｍｍ、ガス導入用の貫通孔（１３４）内径：φ１ｍｍ、薄肉部（１３４ａ）の外径：φ３ｍｍ。
電極本体（１３１）の内部に伝熱体（１３２）として銀を導入後、電極本体（１３１）をチャンバー内部に移動して、内部の雰囲気をアルゴンガス、２×１０５Ｐａのように調製した後、電極本体（１３１）の軸部（１３３）先端を溶融して貫通孔（１３４）を溶融封着し、電極（１３）を製作した。
２．内部リード棒（１５）
材質：タングステン、径：φ８ｍｍ、先端部径：φ６．６ｍｍ。
３．継手部材（２０）
材質：タングステン、外径：φ１５ｍｍ、全長２０ｍｍ、開口部内径：φ７．６ｍｍ。
継手部材には、内面のテーパー比：１／１０として、両端面から中腹に向かって内径が徐々に小さくなるようテーパーを形成した。最小内径はφ６．６ｍｍであった。
【００４１】
以上の電極（１３）、内部リード棒（１５）及び継手部材（２０）を用意した後、継手部材（２０）の両方の開口から内部リード棒（１５）、電極軸部（１３３）をそれぞれ挿入して電極（１３）と内部リード棒（１５）を連結して一体化した。このような電極（１３）、内部リード棒（１５）及び継手部材（２０）よりなる電極マウントを合計１０本製作した。
これら電極（１３）を陽極側電極として、定格消費電力４ｋＷ（定格電圧：２５Ｖ，定格消費電流１６０Ａ）の直流点灯型キセノン水銀ランプを作製した。なおこの製造工程においては溶融封着部（１３４Ａ）に破損が発生することなく、またその他部位も破損が発生することなく、取り扱いが極めて容易であることが確認された。
このようにして製造したキセノン水銀ランプを電極（１３）を上に配置して垂直支持し、点灯したところ、全てのランプにおいて、電極先端部において溶融等の痕跡が見られず、また変形なども生じず、ランプ特性にばらつきが生じることなく点灯させることができた。これはいずれのランプも電極内部に封入された伝熱体とガスとのバランスが良好で、伝熱体による、対流によった伝熱効果が所期の通りに発揮できたからと推察できる。
【００４２】
このように実施例１にかかる電極によれば、電極本体に貫通孔を形成してガスを導入した構成とした結果、ランプ特性を安定化できることが確認された。なおその製造工程においては機械的強度の低い溶融封着部が形成されたが、かかる溶融封着部を取り囲む継手部材を用いて電極本体と内部リード棒とを連結した構造とすることにより、溶融封着部が破損して電極本体内部の雰囲気が損なわれるという事態を回避でき、放電ランプの組立時における作業性を良好なものとすることができた。
【００４３】
〔実施例２〕
下記仕様に基づき、図４（ａ）に示す構成の電極を多数製作した。
１．電極（１３）
電極本体の材質：タングステン、電極本体（１３１）胴部の外径：φ２９ｍｍ、電極本体（１３１）の胴部（軸部を含めない）全長：５５ｍｍ、軸部（１３３）突出長：１０ｍｍ、軸部（１３３）先端径：φ７．７ｍｍ、ガス導入用の貫通孔（１３４）内径：φ０．５ｍｍ、薄肉部（１３４ａ）の外径：φ２ｍｍ。
電極本体（１３１）の内部に伝熱体（１３２）として銀を導入後、電極本体（１３１）をチャンバー内部に移動して、アルゴンガス雰囲気とし、上記実施例１よりも低い圧力である１×１０５Ｐａに調製した後、電極本体（１３１）の軸部（１３３）先端を溶融して貫通孔（１３４）を溶融封着し、電極（１３）を製作した。
２．内部リード棒（１５）
材質：タングステン、径：φ８ｍｍ、先端部径：φ７．７ｍｍ。
３．継手部材（２０）
材質：タングステン、外径：φ１５ｍｍ、全長２０ｍｍ、開口部内径：φ８ｍｍ。
継手部材２０には、内面に段部を設けた。段部の軸方向長さは３ｍｍであり、かかる段部の突出部における継手部材の最小内径はφ５ｍｍであった。
【００４４】
以上の電極（１３）、内部リード棒（１５）及び継手部材（２０）を用意した後、継手部材（２０）の両方の開口から内部リード棒（１５）、電極軸部（１３３）をそれぞれ挿入して電極（１３）と内部リード棒（１５）を連結して一体化した。このような電極（１３）、内部リード棒（１５）及び継手部材（２０）よりなる電極マウントを合計８本製作した。
これら電極（１３）を陽極側電極として、定格消費電力６ｋＷ（定格電圧：３０Ｖ，定格消費電流２００Ａ）の直流点灯型アルゴン水銀ランプを作製した。なおこの製造工程においては溶融封着部（１３４Ａ）に破損が発生することなく、またその他部位も破損が発生することなく、取り扱いが極めて容易であることが確認された。
このようにして製造したアルゴン水銀ランプを電極（１３）を上に配置して垂直支持し、点灯したところ、全てのランプにおいて、電極先端部において溶融等の痕跡が見られず、また変形なども生じず、ランプ特性にばらつきが生じることなく点灯させることができた。これはいずれのランプも、伝熱体による沸騰伝達による伝熱効果が所期の通りに発揮できたからと推察できる。
【００４５】
このように、本願の実施例２にかかる電極においても、上述と同様、電極本体に貫通孔を形成してガスを導入した構成とした結果、ランプ特性が安定した放電ランプが得られることが確認できた。無論、その製造工程において機械的強度の低い溶融封着部が形成されることになるが、かかる溶融封着部を取り囲む継手部材を用いて電極本体と内部リード棒とを連結した構造としているため、溶融封着部が破損して電極本体内部の雰囲気が損なわれるという事態を回避することができ、放電ランプの組立時における作業性を良好なものとすることができた。
【００４６】
以上説明したように、本願発明によれば、電極本体に軸部を形成し、当該軸部に貫通孔を形成すると共に、貫通孔の外側開口を溶融封着して電極本体内部にガスを封入した構造としているので、電極の特性が安定している放電ランプを提供することができる。更に、ガス導入用の貫通孔を形成したために製造工程上形成される溶融封着部を、継手部材内部に収容した構成としているので、溶融封着部の破損を確実に回避でき、放電ランプの組立時における作業性が良好な高い生産性を実現できる放電ランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施形態を説明する放電ランプ全体の構成を説明する縦断面図である。
【図２】（ａ）第１の実施形態にかかる陽極を拡大して示す断面図、（ｂ）更に要部を拡大して示す図である。
【図３】第１の実施形態にかかる電極の製造工程の説明用図である。
【図４】（ａ），（ｂ）継手部材が電極又は内部リード棒とは別の部材で構成された他の実施形態を説明する断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）電極本体に継手部を形成した例であり本発明の他の実施形態を説明する断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）内部リード棒に継手部を形成した例であり本発明の他の実施形態を説明する断面図である。
【図７】従来技術にかかる電極の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０      バルブ
１１      発光管部
１２      封止管部
１３      陽極（電極）
１４      陰極（電極９
１５      内部リード棒
１５１    挿入部
１５２    有底穴
１６      外部リード棒
１３ａ    電極先端部
１３ｂ    電極後端部
１３１    電極本体
１３２    伝熱体
１３３    軸部
１３３１  挿入部
１３４    ガス導入孔
１３４Ａ  溶融封着部
２０      継手部材
２０１    突起部
２１      継手部
２２      継手部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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